Mengapa mempelajari Arsitektur dan Organisasi Komputer ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER PART I: OVERVIEW 03/09/2014

Transkripsi

1 ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER? Mengapa mempelajari Arsitektur dan Organisasi Komputer PRIO HANDOKO, S.KOM., M.T.I. PART I: OVERVIEW CHAPTER I - INTRODUCTION EVOLUTION AND PERFORMANCE CHAPTER I - INTRODUCTION 1

2 Kompetensi Dasar Mahasiswa mengetahui perkembangan komputer digital, dan memiliki pengetahuan dasar mengenai arsitektur dan organisasi komputer Agenda Organization and Architecture Structure and Function 1.1 Organization and Architecture atributes visible direct impact on the logical execution Arsitektur Komputer Organisasi Komputer operational units Inteconnection realize architectural spesification Structure and Function 1.2 Structure and Function (Cont...) Structure Cara komponen-komponen saling terkait. Function Operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur. Function 1.Pengolahan data (data processing) 2.Penyimpanan data (data storage) 3.Pemindaahan data (data movement) 4.Control 7 8 2

3 1.2 Structure and Function (Cont...) 1.2 Structure and Function (Cont...) operating environment data movement apparatus control mechanism data processing facility Structure Struktur utama sistem komputer: 1. CPU (Central Processing Unit) 2. Main Memory 3. I/O 4. System Interconnection data storage facility REVIEW - CHAPTER I - INTRODUCTION EVOLUTION AND PERFORMANCE 3

4 Agenda A Brief History of Computers Designing for Performance The Evolution of the Intel x86 Architecture Embedded Systems and the ARM Evolution A Brief History of Computers The 1 st Generation Menggunakan komponen vacum tube Memiliki ukuran yang sangat besar Memerlukan ruangan atau tempat yang luas Memerlukan alat pendingin (AC) dalam jumlah yang cukup banyak Proses masih lambat Kapasitas simpan komputer masih kecil dan sangat terbatas sekali. 14 ENIAC (Electronical Numerical Integrator And Computer ), komputer yang pertama kali dikembangkan. John Mauchly dan John Presper Eckert, Pennsylvania University ENIAC (Electronical Numerical Integrator And Computer)

5 ENIAC (Electronical Numerical Integrator And Computer) Von Neumann (1945) memperkenalkan konsep stored-program The Von Neumann Machine 1945 EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) 1946 The IAS Computer EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) 2.1 A Brief History of Computers (Cont...) IAS Computer Structure 19 Sumber: William Stalling, 2010, Computer Organization and Architecture: Designing for Performance, 8th edition 20 5

6 Format memori IAS: Terdiri dari 1000 lokasi penyimpanan data (word) Masing-masing lokasi penyimpanan data memiliki ukuran 40 bit Semua data termasuk instruksinya dinyatakan dengan kode biner Setiap bilangan dinyatakan dengan 1 bit tanda dan 39 bit nilai Setiap word terdiri dari 20 bit instruksi Masing-masing instruksi terdiri dari 8 bit kode operasi (op-code) 1 word dalam memori diwakilkan oleh 12 bit alamat REVIEW - EVOLUTION AND PERFORMANCE The Registers MBR (Memory Buffer Register) MAR (Memory Address Register) IR (Instruction Register) IBR (Instruction Buffer Register) PC (Program Counter) AC (Accumulator) dan MQ (Multiplier Quotient) 24 6

7 Commercial Computers 1947 UNIVAC I (Universal Automatic Computer) 1950 UNIVAC II Eckert Mauchly Computer Co REVIEW - EVOLUTION AND PERFORMANCE The 2 nd Generation Komponen yang digunakan adalah transistor (solid state device)dan jauh lebih kecil dari vacum tube Komputer memiliki ukuran fisik yang kecil Kecepatan pengolahan tinggi dan tidak banyak mengeluarkan panas Kapasitas memori yang semakin besar 28 7

8 Sumber: William Stalling, 2010, Computer Organization and Architecture: Designing for Performance, 8th edition 03/09/ DEC (Digital Equipment Corporation) 1957 PDP IBM A Brief History of Computers (Cont...) IBM 7094 Configuration

9 - REVIEW - EVOLUTION AND PERFORMANCE The 3 rd Generation Komponen yang digunakan adalah IC (integrated circuit) yang sangat kecil ukurannya (small-scale integration), Solid Logic Technologi dan Monolithic Integrated Circuits Komputer era digital (penyimpanan, pemindahan, proses dan kontrol) 34 Terdapat 2 komponen fundamental: gates dan memory cell yang dibangun dari komponen elektronik sederhana 4 fungsi dasar komputer 2 komponen fundamental

10 Sumber: William Stalling, 2010, Computer Organization and Architecture: Designing for Performance, 8th edition 03/09/2014 Data storage (penyimpanan), disiapkan oleh memory cell Data processing (pengolahan), disiapkan oleh gates Data movement (pemindahan), saluran antar komponen digunakan untuk memindahkan data dari memeori ke memori dan dari memori ke memori melalui gates Control, saluran antar komponen dapat menghantarkan control signal Sumber: William Stalling, 2010, Computer Organization and Architecture: Designing for Performance, 8th edition Keuntungan IC Komponen lebih sederhana Kerapatan yang tinggi Ukuran yang lebih kecil Bentuk fisik komputer yang semakin kecil Berkurangnya daya dan pendingin Interkoneksi IC lebih andal dibandingkan koneksi solder 2.1 A Brief History of Computers (Cont...) Relationship among Wafer, Chip, adn Gate

11 The Next Generation Penggunaan LSI (Large Scale Integration) yang merupakan pemadatan beribu-ribu IC yang dijadikan satu dalam sebuah chip. Pengembangan microprocessor dan semi-conductor yang berbentuk chip untuk internal memory. Penggunaan VLSI (Very Large Scale Integration) yang Designing for Performance - REVIEW - EVOLUTION AND PERFORMANCE Kecepatan Microprocessor Branch prediction Data flow analysis Speculative execution 44 11

12 2.2 Designing for Performance (Cont...) Keseimbangan Kinerja Menambahkan jumlah bits yang yang diambil dalam satu waktu dengan membuat DRAM lebih lebar dengan mengunakan saluran bus data yang lebih luas 2.2 Designing for Performance (Cont...) Mengubah antarmuka DRAM untuk membuatnya lebih efisien dengan menyertakan cache atau skema buffering lainnya pada chip DRAM Designing for Performance (Cont...) 2.2 Designing for Performance (Cont...) Mengurangi frekuensi akses memori dengan meningkatkan efisiensi struktur cache antara prosesor dan memori utama. Meningkatkan bandwith koneksi antara prosesor dan memori menggunkan bus berkecepatan tinggi Meningkatkan Organisasi dan Arsitektur Chip Menambahkan kecepatan perangkat keras prosesor Menambahkan ukuran dan kecepatan cache yang terletak antara prosesor dan memori utama

13 2.2 Designing for Performance (Cont...) Melakukan perubahan pada organisasi dan arsitektur chip sehingga meningkatkan efektifitas kecepatan pengolahan instruksi - REVIEW - EVOLUTION AND PERFORMANCE 49 PART I: OVERVIEW CHAPTER I - INTRODUCTION EVOLUTION AND PERFORMANCE - THANK YOU - 13